Akva-tehnik.ru

Отделка дома своими руками
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое сваи и какие бывают способы их погружения

Что такое сваи и какие бывают способы их погружения

Для возведения фундаментов под жилые, административные и хозяйственные здания используются различные виды свай, каждый из которых имеет определенное устройство, особенности монтажа и эксплуатации, свои достоинства и недостатки. Чтобы не ошибиться с выбором элементов для опорной системы, следует разобраться, что такое сваи, где и как их можно применять, нюансы, которые следует учитывать при проектировании строительства дома.

Определение свай

По техническому определению сваи — это твердые продольные конструкции, устанавливаемые под землей с целью создания опоры для возводимых сверху объектов различного назначения.

Несущие системы подразделяются по таким параметрам:

  • способ погружения в грунт;
  • материал изготовления;
  • конструктивные особенности;
  • длина;
  • размер и вид сечения;
  • характер работы;
  • внутренняя структура;
  • условия эксплуатации;
  • срок службы;
  • несущая способность (предел прочности);
  • возможность повторного использования.

Все виды свай для фундамента выполняют одну функцию — передают нагрузку от строения на устойчивые и прочные слои грунта, минуя находящуюся сверху слабую структуру с низкими несущими свойствами.

Классификация по способу погружения в грунт и характеристики

Основной технической характеристикой опор, определяющей выбор для тех или иных условий эксплуатации, является способ их погружения в землю.

  • Забивные. Отличаются повышенной прочностью и монолитной структурой. Опускание производится под воздействием молота путем вбивания или вдавливания с помощью мощного и тяжелого пресса.
  • Оболочки. Чаще применяются в частном строительстве, так как предполагают монтаж своими руками. Технология представляет собой изготовление скважины, погружение в нее опалубки с последующей установкой каркаса и заливкой цементного раствора. Опалубка может быть несъемной и многоразовой.
  • Буровые. Устанавливаются в сухой и твердой почве. В сделанное в земле отверстие заливается бетон. Удержание происходит за счет сдавливания стенок или опирания на твердый слой грунта.
  • Винтовые. Изделия представляют собой аналог шурупа, который по резьбе вкручивается в почву. Заглубление может проводиться до 20 м. Существуют лопастные и резьбовые виды винтовых свай, со сварными, литыми, закрытыми и открытыми наконечниками.

Установка опор производится после проведения анализа грунта, расчетов и составления схемы монтажа.

Классификация свай и характеристики

В строительстве принята следующая классификация свай по характеристикам выполнения ими несущих и опорных функций:

  • По способу опоры на грунт. Висячие типы свай держатся за счет трения, возникающего при давлении грунта о боковые стенки изделий. Используются в плотной и устойчивой среде. Стойки опираются на плотную почву, расположенную ниже мягкой и неустойчивой субстанции.
  • По материалу. Сваи могут быть сделаны из составляющих природного и искусственного происхождения. Стальные изделия представляют собой гладкие или оснащенные лопастями трубы с диаметром до 160 см. Железобетонные опоры считаются самыми прочными, надежными и долговечными. Характеризуются крупными габаритами и большим весом. Деревянные делаются из хвойных пород деревьев путем придания стволам цилиндрической формы.
  • По характеру службы. В строительстве применяют монолитные и сборные изделия. Соединение может производиться муфтами и сваркой с последующим бетонированием или изоляции стыка. После опускания опора остается в первоначальном виде или заполняется бетоном, как это происходит с полыми изделиями.

Перед выбором свай целесообразно ознакомиться с их описанием от производителя, назначением и способом установки.

Виды свайных фундаментов

Опоры устанавливаются в зависимости от конфигурации здания, характеристик почвы и распределения нагрузок по площади и периметру сооружения.

В строительстве и проектировании предусмотрены такие виды свайных фундаментов:

  • Одиночные столбы. Технология предполагает монтаж одиночных изделий по углам дома и в местах наиболее сильного давления.
  • Групповые. Под каждую колонну устанавливается свайный куст, имеющий высокую несущую способность и равномерно передающий ее в грунт.
  • Лента. Опоры монтируются в одну или несколько линий, которые располагаются на одинаковом расстоянии между собой. Свайное поле делается на слабых и неустойчивых почвах, где монтаж других систем невозможен.

Для снижения удельного давления на грунт может применяться технология расширения пяты опоры.

Забивка свай

Забивка является одним из способов, с помощью которых осуществляется опускание в землю опор, изготовленных из древесины или железобетона.

Данная процедура выполняется специальным оборудованием такого типа:

  • копровые молоты;
  • вибропогружатели;
  • сваевдавливающие установки.

В создании фундамента могут использоваться сваи заводского и самостоятельного изготовления.

Особенностью технологии является полное погружение изделий в грунт под воздействием высокой вертикальной нагрузки. Находящаяся под и вокруг столба субстанция уплотняется и обеспечивает его надежную фиксацию. Сваи отличаются большой прочностью, применяются в строительстве тяжелых высотных и многоэтажных сооружений промышленного масштаба.

При работе забивного оборудования возникает громкий шум, сильная вибрация и смещение грунта. Это чревато частичным или полным разрушением находящихся рядом со строительной площадкой объектов недвижимости. Кроме этого, опорам требуются специальные условия хранения, чтобы не допустить их деформации.

Расчет свай

При расчете вида, количества и схемы расположения свай, учитываются следующие показатели:

  • общий вес здания с несущими конструкциями, отделкой, мебелью, сантехникой и бытовой техникой;
  • технические характеристики опор, их назначение и расчетная прочность;
  • характеристики грунта, где главной является его несущая способность.
Читайте так же:
Штукатурка короед своими руками

После сопоставления данных остается определить общую площадь необходимого давления на почву и соотнести ее с сечением одной опоры.

Сфера применения свай ограничивается финансовой стороной вопроса и наличием на участке монолитных скальных образований. Системы данного типа применяются для обустройства фундаментов зданий, опор для мостов, ЛЭП, эстакад и прочих инженерных сооружений. Сваи отлично себя зарекомендовали при строительстве на пересеченной местности, на дне водоемов и в качестве укрепительных сооружений для неустойчивых склонов.

Какие существуют виды свай

Виды свай

В сравнении с ленточными и плитными фундаментами ростверки на сваях обеспечивают снижение бюджета. Некоторые виды свай являются единственно возможным решением при сложной геологии, ландшафте и эксплуатационных условиях.

Чаще применяются ленточные ростверки, представляющие собой решетку из ж/б балок, опертых на сваи. Реже используют плитные ростверки, являющиеся аналогом стола, ножки которого опущены в грунт до несущего пласта.

Виды свайных фундаментов и классификация свай

Основным отличием ростверка от ленточного фундамента является отсутствие контакта с грунтом. Сваи погружают в почву либо изготавливают внутри нее. Отличием от столбчатого основания является более экономичная технология строительства, высокая пространственная жесткость.

Все виды свай могут обходиться без ростверков – например, венцы сруба можно опереть на оголовки. Выдергивающие усилия пучинистыми грунтами для них минимальны, опрокидывающие полностью отсутствуют. Столбчатый же фундамент гарантированно будет опрокинут без обвязки ростверком.

Нагрузки и схемы армирования ростверк и лента фундамента имеют не одинаковые:

  • МЗЛФ – сжатие, растяжение, два аналогичных пояса (продольные стержни одинакового диаметра);
  • ростверк – мощные крутящие моменты, нижний пояс усилен между сваями, верхний над оголовками, диаметр прутков здесь больше.

Существуют высокие (висячие) и низкие ростверки, однако даже заглубленные конструкции отделяются от земли воздушной прослойкой, защищенной по бокам листовыми материалами от осыпания почвы внутрь этого пространства.

Какие свай бывают

Забивные сваи

В СП 24.13330 от 2011 года приведена классификация свайных фундаментов по признакам:

  • способ погружения и изготовления – винтовые, буровые, набивные, вибропогружные, сваи-оболочки, вдавливаемые, забивные;
  • несущая способность – висячие, стойки;
  • грунтовое воздействие – бурение без вытеснения, вкручивание с небольшим уплотнением, забивка ж/б изделий с уплотнением и вытеснением почвы;
  • взаимодействие – сеть, поле, куст, одиночные сваи.

Материалом свай может служить:

  • бутобетон – армируется верхняя 1 м часть, выполненная из бетона;
  • железобетон – напряженная арматура в заводских изделиях, ненапрягаемая при заливке в скважину;
  • бетон – каркас в верхней трети сваи;
  • сталь – профильное, круглое сечение;
  • древесина – твердые породы с антисептированием.

Деревянные сваи

Деревянные сваи часто используются на вечной мерзлоте.

Существуют типы свайных фундаментов по конструкции и технологии изготовления ствола:

  • ненаполняемые трубы – толщина стенки позволяет обходиться без дополнительного усиления;
  • свая трубобетонная – несущая оболочка после погружения заполняется смесью, защищающей от коррозии внутренние поверхности, повышающей прочность конструкции;
  • временная оболочка – имеет название вертикально перемещаемой трубы (ВТП), которую удаляют с забоя по мере подачи бетона в скважину;
  • свая оболочечная – труба (например, полиэтиленовая) не обладает несущими свойствами, зато гидроизолирует бетон;
  • безоболочечная свая – в плотных грунтах отсутствует осыпание на забой, опалубка не ставится.

Для повышения несущей способности этих фундаментов опорную пяту часто уширяют. По этому признаку сваи бывают:

  • прямые – уширения пяты не имеют;
  • разбуриваемые – долото имеет приспособление для уширения забоя;
  • выпрессовываемые – пята увеличивается в размере механическим способом;
  • камуфлетные – уширение взрывом (электрическим, химическим);
  • корневидные – на забое размещаются ж/б свайки.

Сваи с уширением схема

Схема сваи с уширением

Существуют модификации свай с многочисленными мелкими расширениями на всем протяжении тела, дополнительными, концевыми расширениями местного характера.

По оголовкам различают типы свай:

  • индивидуальные оголовки – применяются для срубов, каркасных, фахверковых, панельных зданий, лестниц;
  • ростверковые – ж/б балки, решетки (ленты), плиты.

Для плитных и решетчатых ростверков изготавливается свайное поле, для балочных применяется порядное размещение по осям несущих стен. Жесткое сопряжение оголовков с монолитными, балочными ростверками применяется в случаях:

  • присутствуют выдергивающие нагрузки;
  • имеются значительные горизонтальные смещения пластов;
  • вертикальные нагрузки смещены относительно оси сваи (эксцентриситет);
  • слабый грунт по всей глубине (торф, ил, текучая почва, пылеватый песок)

При этом вертикальные стержни свайных каркасов изгибаются под прямым углом, связываются с прутками ростверка либо головная часть вмуровывается на высоту не меньше поперечника. Для обеспечения шарнирного опирания (2 степени свободы) голова заделывается в монолит на 5 – 20 см без перевязки арматуры.

Винтовые сваи

По способу погружения имеется отдельная классификация:

  • свая-столб – деревянное, стальное, ж/б изделие опускается в пробуренное отверстие;
  • буроинъекционная – напорное бетонирование в скважину смесью с мелкой фракцией наполнителя;
  • буровая – бетон укладывается в отверстие в земле, уплотняется насадкой глубинного вибратора;
  • набивная – грунт вытесняется механическим способом, в получившуюся полость укладывается бетон;
  • забивная – ж/б изделие, произведенное промышленным способом, погружается копром, молотом, вдавливается либо заглубляется вибрационным оборудованием;
  • винтовая – вкручивается вручную или механическим способом, уплотняя грунт самостоятельно;
  • свая-опора – устанавливаются в скважины большего диаметра, пазухи заполняются грунтом, нерудным материалом;
  • погружная – цилиндрическая свая, колодезные, кессонные кольца, почва размывается изнутри, погружение происходит за счет собственного веса.
Читайте так же:
Для чего нужна шайба в строительстве и ремонте

Буронабивные сваи

Технология настоящих буронабивных свай, а не тех которые частные застройщики привыкли называть буронабивными.

Висячие модификации имеют высокую несущую способность за счет боковых сил трения между почвой и телом сваи. Они не доходят до несущего пласта, рассчитываются особым способом. Сваи-стойки гарантированно опираются на пласты с высоким расчетным сопротивлением сборным нагрузкам здания. Боковое трение обеспечивает необходимый прочностной запас.

По воздействию на пласты в пятне застройки существуют следующие разновидности:

  • без вытеснения почвы – буровые модификации;
  • незначительно вытесняющие грунт – стальные профильные сваи забивного типа;
  • незначительно уплотняющие почву – винтовые модели с литым или сварным наконечником;
  • с вытеснением, уплотнением пластов – забивные ж/б изделия.

По взаимодействию отдельных свай между собой имеется разделение по признакам:

  • свайная сеть – обеспечение дополнительной опоры микросваями, закрепляющими грунт возле основных конструкций;
  • поле свайное – имеют общий ростверк (решетка, плита);
  • куст свайный – небольшая группа с общим ростверком (для опирания колонн, лестниц, печей, силового оборудования);
  • сваи групповые – объединены балками, плитами на отдельных участках здания;
  • одиночные сваи – передает всю воспринимаемую нагрузку без распределения ростверком.

Забивные сваи дополнительно классифицируются внутри своей группы по конструкции (плоские, заостренные наконечники, составные, цельные), форме сечения (трапеция, пирамида, цилиндр, призма, полые, сплошные, тавровые, прямоугольные, квадратные), армированию (проволока, стержни, спирали, продольные, поперечные стержни).

Набивные конструкции оснащаются не извлекаемым наконечником, бетонной пробкой. При достижении проектной глубины забивным способом они извлекаются с одновременным заполнением бетоном.

Рейтинг свайных технологий в индивидуальном строительстве

Буровые сваи в асбестовой трубе

Буровые сваи в асбестовой трубе.

Из перечисленного многообразия для фундаментов малоэтажной застройки применяются лишь некоторые разновидности свай. Большинство перечисленных технологий требует использования спецтехники и оборудования, аренда которого неподъемна для индивидуального застройщика. Наиболее популярны варианты:

  • винтовые сваи – вкручиваются вручную или механизированным способом (2 кВт электродрель + мультипликатор);
  • буровые – в обиходе чаще именуются буронабивными, хотя технология соответствует именно бурению и безнапорному бетонированию;
  • забивные профильные – трубы с незаглушенным концом часто применяют для ограждений, заглубляют кувалдой или самодельным копром;
  • погружаемые – колодезные, кессонные кольца для источников водоснабжения, размещения насосного оборудования.

Экономическая эффективность традиционных фундаментов в малоэтажной застройке ограничена 2,5 – 3 м (лента, плита). Свайно-винтовые, ростверковые фундаменты по буронабивным сваям своими силами можно заглубить на 4 – 7 м с меньшими затратами. Кроме того, сваи в большинстве случаев являются единственно возможным вариантом на сложном рельефе (перепад высот от 2 м), при неудовлетворительной геологии (болото, торфяник, прибрежная зона, высокий УГВ).

Виды свай и принцип их погружения

Виды свай и принцип их погружения с фото

В этой статье мы расскажем о том, какие бывают виды свай и способы их погружения в грунт. Такие сведения пригодятся не только заказчикам строительства свайных оснований, сторонникам строительства своими руками. Ведь свайный фундамент можно построить и силами одного-двух человек.

Разновидности свай

Сортамент свай разделяется по двум признакам, а именно:

  • По типу конструкционного материала, расходуемого в процессе создания опоры.
  • По типу технологии, применяемой в процессе погружения опоры в грунт.

Причем оба способа классификации взаимосвязаны – то есть, сваи из конкретного материала можно монтировать в грунт только конкретным способом. Поэтому, в большинстве случаев, основу классификации сортамента свай составляет именно конструкционный материал.

По этому признаку все опоры делятся на:

  • Сваи из дерева.
  • Металлические сваи.
  • Железобетонные или бетонные сваи.

И далее по тексту, мы рассмотрим особенности сортамента опор из каждой группы, попутно коснувшись и технологий, применяемых в процессе монтажа свай.

Деревянные сваи

Опоры из дерева используются при строительстве малых архитектурных форм и небольших сооружений временного типа (бытовок, бань, сараев и так далее). Впрочем, на деревянных сваях может базироваться и многоэтажная постройка (хороший пример – старинные дома Венеции).

В наши дни повсеместному распространению венецианской технологии препятствует массивность многоэтажных объектов из железобетона и кирпича. А вот дома из бруса или каркасные строения на деревянных опорах монтируются без проблем. Да и цена на деревянные сваи существенно ниже стоимости стальных или бетонных опор.

В итоге, старейшая разновидность свай – деревянные опоры – продолжает пользоваться достаточно устойчивой популярностью.

Сортамент свай из дерева

Сортамент деревянных опоры можно классифицировать по типу пиломатериала, используемого для производства свай. То есть, деревянные опоры бывают сосновыми, дубовыми, еловыми и так далее. Причем сваю изготавливают из непрофилированного бревна, сняв кору и обрубив сучья со свежеспиленного дерева.

На стройплощадку сваи поставляются в виде цельных или сборных опор. Диаметр цельной сваи колеблется в пределах от 18 до 25 сантиметров. Нижний торец сваи сточен на конус, длина которого равняется полутора-двум диметрам опоры. Длина самой сваи достигает 16 метров. Минимальная длина деревянной опоры – 4,5 метра.

Способы погружения деревянных опор

Верхняя часть сваи защищена особой накладкой – наголовником. Этот элемент защищает опору от возможных деформаций: ведь основным способом установки свай является вбивание опоры в грунт. Причем перед вдавливанием или вбиванием сваи тело опоры пропитывают особыми составами, препятствующими гниению древесины.

Читайте так же:
В чем разница между листами гипсокартона и гипсоволокна

В итоге, технология монтажа деревянных опор выгладит следующим образом:

  • Вначале сваю грунтуют специальным составом.
  • Далее в месте инсталляции опоры высверливают, ручным буром, метровую шахту, необходимую для калибровки опоры по вертикали.
  • После этого сваю вставляют в шахту и вбивают в грунт копром или молотом.

Таким образом, все деревянные сваи относятся к классическим разновидностям забивных опор, погружаемых в грунт вдавливанием или прессованием.

Железобетонные сваи

Существует две разновидности опор из армированного стальным прутом бетона:

  • Литые сваи, заливаемые в опалубку, смонтированную в шахте основания.
  • Готовые сваи, поставляемые на стройплощадку в виде железобетонной балки.

Причем высокими несущими способностями обладают оба варианта. Однако первая разновидность опор – литая свая обойдется дешевле второго варианта — железобетонной балки, которая, в свою очередь, монтируется намного быстрее набивного монолита.

Сортамент готовых свай из железобетона

Готовые, монолитные железобетонные сваи выпускаются в виде многоугольных или круглых балок. Минимальный размер такой сваи – квадрат с габаритами 20 на 20 сантиметров, максимальный размер – квадрат 40х40 сантиметров. Максимальная длина готовой сваи из железобетона – 12,5 метров. Более крупные габариты не оправданы с технологической точки зрения.

Поскольку транспортировка и хранение забивных железобетонных свай больших размеров экономически неоправданна. Ввиду сложности процесса перевозки, полгрузки-разгрузки и хранения чрезмерно габаритных свай.

Впрочем, если вертикальные опорные элементы монтируются на глубину более 12 метров, то в этом случае используются не монолитные опоры, а железобетонные сборные сваи. Эта разновидность опор похожа на трубу с толщиной стенки не менее 4 сантиметров. Такие трубы вбивают или монтируют в скважины и соединяют между собой с помощью специальной технологии.

Сортамент литых свай из железобетона

Классификация литых свай практически невозможна. Ведь такие конструкции имеют практически любые габариты и любые формы сечения. Размерный ряд таких опор (диаметр, габариты и глубина погружения) определяется исходя из конструкторских расчетов архитектора проекта.

Способы погружения железобетонных опор

Технология монтажа железобетонных опор в грунт зависит от принадлежности к монолитному или литому типу сортамента. Ведь монолитные оборы относятся к забивному типу свай, а литые – к буронабивному типу вертикальных опорных конструкций.

Железобетонные забивные сваи погружаются в грунт под ударами копра. Причем нижний торец опоры защищает оформленное в виде четырехгранной пирамиды основание.

На практике эта технология реализуется в два этапа:

  • Вначале на месте монтажа сваи высверливают полутораметровое отверстие для калибровки вертикали опоры. После чего в отверстие монтируют, окованным торцом вниз, саму сваю.
  • Далее к опоре подводят копр или кран с молотом, который вбивает сваю в грунт на нужную глубину.

После завершения операции шахту калибрующего отверстия можно заполнить бетонным раствором. Набивные сваи заливают в предварительно обустроенную и армированную опалубку.

То есть весь процесс установки буронабивной сваи выглядит следующим образом:

  • В грунте высверливают шахту.
  • В шахту монтируют опалубку – трубу из рубероида.
  • В опалубку вставляют армирующую колонну, сваренную из четырех вертикальных прутов с горизонтальными перевязками.
  • Свободное пространство опалубки заполняют бетоном марки М250 или М300.

Такая технология монтажа свай, в большинстве случаев, используется при обустройстве основания с монолитным ростверком.

Сваи из металла

Как таковых металлических свай попросту не существует. То есть, специально такие опоры никто не производит. На роль металлической сваи, в большинстве случаев, претендует либо обсадная труба, либо двутавровая балка или швеллер.

Впрочем, изготовление металлических свай, все же, предполагает некоторую предварительную подготовки стандартного металлопроката. Например, швеллеры сваривают попарно, получая, таким образом, трубу квадратного профиля. Ну а если на конец обсадных труб наварить лопасти, то получатся винтовые сваи – особый вид опор, используемый в процессе упрощенного монтажа.

Сортамент металлических опор

Как уже говорилось: металлические опоры это всего лишь обсадные трубы, двутавровые балки и швеллеры. Поэтому сортамент подобной продукции формируется из стандартных представителей указанного металлопроката.

Причем при отборе труб, швеллеров и балок необходимо помнить о том, что минимальный диаметр сваи не должны быть менее 20 сантиметров. Максимальные габариты, в свою очередь, не должны превышать 40 сантиметров в диаметре.

Причем, с учетом тех неприятностей, которые несет коррозия металлических свай, оптимальный вид металлопроката под такие опоры – это обсадная, оцинкованная труба.

Способы погружения металлических опор

Металлические опорные элементы погружаются в грунт либо путем продавливания сваи сквозь почву, либо путем ввинчивания опоры.

Ввинчиваемые сваи заворачивают в грунт с помощью бурильных машин или ручных воротов. Причем таким образом можно углубиться в землю почти на 20 метров!

На практике эта процедура выглядит следующим образом:

  • В грунте сверлят центрирующее отверстие (0,5-1 метр глубиной).
  • В отверстие вставляют сваю, на вершине которой закреплен хомут под ворот.
  • В хомут вставляют ворот и, вращая в нужном направлении, погружают опору в грунт.
Читайте так же:
Виды винтов и их применение

Причем реверс в таком случае – недопустим. Поскольку снижает опорные характеристики основания.

Забиваемые сваи погружают в землю прессом или копром. Впрочем, при должном старании и глубине менее пяти метров можно использовать и ручные молоты. Ну а сам процесс забивки свай из металла не отличается от аналогичной технологии, применяемой при погружении деревянных или железобетонных изделий.

5. Классификация свай. Способы погружения свай

Сваи исп-ют для устр-ва фундаментов под различные здания и сооружения, повышения несущей способности слабых грунтов, а также для укрепления стенок котлованов от обрушения.

В строительном производстве сваи классифицируют по следующим признакам, определяющим или влияющим на методы устройства свайных фундаментов:

1. — по характеру работы в грунте:, висячие сваи, когда нагрузка свай передается грунту основания в большей части по боковой поверхности, и сваи – стойки (по нижнему торцу);

2. по материалу — железобетонные, бетонные, деревянные, стальные;

3. по виду армирования железобетонных свай -с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армировани­ем и без него;

4. по форме сечения: квадратные, прямоугольные, круглые, трапецевидные.

5. по конструкции: цельные, составные, полые

6. по методам устройства свайных фундаментов — погружаемые и набивные. Погружаемые сваи изготовляют на поверхности земли и затем погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте.

Свайные фундаменты, состоящие из нескольких свай, образующих общую группу, называют свайным кустом, а плиту, которая их соединяет — ростверком.

Способы погружения забивных свай.

Сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчива­нием, с использованием подмыва и электроосмоса, а также комби­нациями этих методов. Эффективность применения того или иного метода зависит в основном от грунтовых условий.

1. Ударный метод. Метод основан на использовании энергии удара (ударной нагрузки), под действием которой свая нижней заостренной частью внедряется в грунт.

Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальными механизмами — молотами самых разных типов, основными из ко­торых являются дизельные. На строительных площадках применяют штанговые и трубчатые дизель-молоты. В комплект к молоту входит наголовник, который предохраняет сваю от разрушения.

Рис. 1. Схемы передачи пог­ружающих сил на сваи при использовании дизель-молотов: а —штангового; б—трубчатого

Ударная часть штанговых дизель-молотов (рис.1)-по­движный цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направ­ляющих штангах. При падении цилиндра на неподвижный поршень

в камере сгорания смеси энергия под­брасывает цилиндр вверх, после чего происходит новый удар и цикл повто­ряется.

В трубчатых дизель-молотах неподвижный цилиндр, является направля­ющей конструкцией. Ударная часть молота — подвижный поршень с голо­вкой. Распыление топлива и воспламе­нение смеси происходит при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра.

Для забивки свай с целью удержания в рабочем положении молота, подъема и установки сваи в заданном положении приме­няют специальные подъемные устройства —копры. Основная часть копра — его стрела, вдоль которой устанавливается перед погруже­нием и опускается по мере его забивки молот. От каждого удара свая погружается на определенную величину, которая уменьшается по мере углубле­ния. В дальнейшем наступает момент, когда после каждого залога свая погружается на одну и ту же величину, называемую отказом. Сваи забивают до достижения расчетного отказа, указанного в проекте. Измерение отказов следует производить с точностью до 1 мм. Отказ принято находить как среднюю величину после замера по­гружения сваи от серии ударов, называемой залогом. Залог принимают равным 10 ударам или число ударов за 1-2 минуты.

2. Вибрационный и виброударный методы. Вибрационный метод основан на значительном умень­шении при вибрации коэффициента внутреннего трения в грунте и сил трения по боковой поверхности свай. Благодаря этому при вибрировании для погружения свай требуется усилий иногда в десятки раз меньше, чем при забивке. При этом наблюдается также частичное уплотнение грунта (виброуплотнение).

При вибрационном методе сваю погружают с помощью специ­альных механизмов—вибропогружателей. Вибропогружатель, представляющий собой электромеханическую машину вибрационного действия, подвешивают к мачте сваепогружающей установки и соединяют со сваей наголовником.

Вибрационный метод наиболее эффективен при несвязных водонасыщенных грунтах. Применение вибрационного метода для погружения свай в маловлажные плотные грунты возможно лишь при устройстве лидирующих скважин, т. е. при предварительном выполнении другого процесса, требующего буровых механизмов.

Более универсальным является виброударный способ погруже­ния свай с помощью вибромолотов. Наиболее распространенные пружинные вибромолоты. Вибромолоты могут самонастраиваться, т. е. увеличивать энер­гию удара с повышением сопротивления грунта погружению свай.

В практике строительства применяют также метод, основанный на комбинированном воздействии вибрации (или вибрации с уда­ром) и статического пригруза.

Метод вибровдавливания не требует устройства каких-либо путей для рабочих передвижек, исключает разрушение свай и особенно эффективен при погружении свай длиной до 6 м.

3. Погружение свай завинчиванием. Метод основан на завинчи­вании стальных и железобетонных свай со стальными наконечни­ками с помощью установок, смонтированных на базе автомо­билей или автомобильных тяга­чей.

Читайте так же:
Технология поклейки стеклохолста на гипсокартонную поверхность

Метод применяют главным образом при устройстве фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других сооружений, где в доста­точной мере могут быть исполь­зованы несущая способность винтовых свай и их сопротивле­ние выдергиванию.

Рабочие операции при погружении сваи методом завинчивания аналогичны операциям, выполняемым при погружении свай мето­дом забивки или вибропогружением. Только вместо установки и снятия наголовника здесь надевают и снимают оболочки.

4. Методы ускорения процесса погружения свай. Такие методы основаны либо на энергии давления водяной струи (подмыв грунта), либо на использовании эффекта электроосмоса.

— подмывом грунт разрыхляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок диаметром 38. 62 мм, укрепленных на свае.

Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре подмывные трубки с наконечни­ками находятся по бокам сваи, и центральным, когда один одно- или многоструй­ный наконечник размещен по центру погружаемой сваи.

Применение подмыва не допускается, если имеется угроза про­садки близлежащих сооружений, а также при наличии просадочных грунтов.

— погружение свай с использованием электроосмоса применяют при наличии йодонасыщенных плотных глинистых грунтов, морен­ных суглинков и глин. Для практической реализации метода погру­женную сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) источника тока, а соседнюю с ней погружаемую — отрицательному полюсу (катоду) того же источника тока. При включении тока вокруг сваи (анод) снижается влажность грунта, а у погружаемой сваи (катод), наоборот, повышается. После прекращения подачи тока происходит восстановление первоначального состояния грунтовых вод и несущая способность свай, являющихся катодами, возрастает.

5. Погружение свай в мерзлые грунты. Без дополни­тельных операций, удается обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превы­шает 0,7 м. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним. Для этого необходимо предотвращать промерзание грунта путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами (опилки, солома и т. п.). Сам процесс погружения свай идентичен процес­сам, принятым для летних условий.

Погружают сваи в твердомерзлые грунты главным образом двумя методами: в оттаявший грунт или в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи. При погружении свай в оттаявший грунт вначале его оттаивают и затем погружают сваи в образовавшуюся в мерзлом грунте полость разжиженного грунта. Грунт оттаивают с помощью паровой иглы, перфорированной в нижнем конце. Под действием пара, выходящего у острия иглы, грунт раз­жижают до текучего состояния и в него погружают сваю до проек­тной глубины.

Метод погружения сваи в пробуренные скважины (рис. 6.6) предусматривает такую последовательность процес­сов и операций: бурение сква­жины; заполнение скважины песчано-глинистым раство­ром до отметки, при которой объем раствора с некоторым избытком достаточен для за­полнения зазоров между стен­ками скважины сваи после ее погружения; погружение сваи, сопровождающееся выжима­нием раствора; извлечение об­садной трубы.В пластично-мерзлые высокотемпературные (со сред­негодовой температурой не ниже —1°С) грунты сваи погружают забивным или бурозабивным методом.

Методы устройства набивных свай:

В зависимости от способа создания полости в грунте, метода укладки и уплотнения материала набивные сваи различают: буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные.

Принципиальная схема устройства набивных свай состоит:

1. устройство полости в грунте: в зависимости от свойств грунта устройство полости ведут

а) без крепления стенок скважины: применяется в устойчивых грунтах, которые могут держать стенки скважины.

б) с применением глинистого раствора, удерживающего стенки скважины; Глинистый раствор готовят на месте производства работ преимущественно из бентонитовых глин. Недостаточно надежен при проведении работ зимой и достаточно трудоемок.

в) с обсадными трубами – возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях. Обсадные трубы можно извлекать или оставлять в грунте в процессе производства свай. Секции обсадных труб соединяют стыками специальной конструкции или с помощью сварки.

2. заполнение полости рабочим материалом.

Буронабивной способ используют при устройстве свай диам. 400 -1200 мм на глубину до 30 м.При необходимости увеличения несущей способности набивных свай в нижней части устраивается уширение (пята). Буранабивной способ может выполняться бурением полости всеми способами, включая использование обсадных труб.

Пневмонабивные сваи применяют при устройстве свайных фундаментов в грунтах с большим притоком воды, затрудняющим сооружение буронабивных свай. В этом случае бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при постоянном повышенном давлении воздуха, Бетонную смесь подают через шлюзовую камеру, которая действует по принципу пневмонагнетательных установок.

Вибротрамбованные сваи используют в сухих связанных грунтах, погружают обсадные трубы вибропогружателем на нижнем конце которого имеется съемный ж/б башмак. После достижения проектной отметки в обсадную трубу подают смесь ч/з вибропогружатель. Происходит уплотнение и трамбование, после чего по мере заполнения обсадную трубу извлекают, а башмак остается.

Частотамбованные сваи используют в плотных грунтах. Обсадную трубу с наконечником погружают с помощью молота. Последующие циклы аналогичны методу вибротрамбования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию